山地环境场馆现场施工配合及设计控制关键要点＊——以北京2022 年冬奥会延庆赛区场馆设施建设项目为例

谭泽阳 李兴钢 梁旭 张音玄 高伟 朱庚鑫

中国建筑设计研究院有限公司

1 综述

北京2022冬奥会和冬残奥会（简称“北京冬奥会”）延庆赛区的核心区位于北京市延庆区张山营镇小海坨山地区，规划总用地面积约1 500ha，用地内高差约1 200m，是典型的山地建设项目。延庆赛区是北京冬奥会三大赛区中规模最小、建设条件最原始、用地最促狭、地形最复杂、功能最综合的赛区，其核心区包含两个竞赛场馆——国家高山滑雪中心和国家雪车雪橇中心，这里将举办冬奥会最受关注、速度最快、风险最大的比赛项目，两个场馆的建设均为国内首例；两个非竞赛场馆——延庆冬奥村和山地新闻中心（附属建筑），除与之配套的设施外，还有众多涉及水利、电力、气象、环境等领域的基础设施项目。

根据市政府要求，两个竞赛场馆及配套设施为政府投资项目，建设方为北京北控京奥建设有限公司，简称“延庆赛区A部分”；两个非竞赛场馆及配套停车场、广场等设施为政府和社会资本合作（PPP）项目，建设方为国家高山滑雪有限公司，简称“延庆赛区B部分”。除此以外，赛区内的造雪引水及集中供水工程、配套综合管廊工程、110kV变电站工程、天气雷达站等基础设施项目均各有建设方。而北京冬奥会组织委员会（简称“冬奥组委”）作为冬奥会和冬残奥会期间场馆的独家使用方，是场馆的实际“业主”，其自身及代表国际奥委会、国际单项体育组织提出的建设及使用要求，对场馆建设起着至关重要的作用。

北京冬奥会延庆赛区场馆设施建设项目的总平面规划设计、工程设计，由中国建筑设计研究院有限公司（简称“中国院”）牵头，联合北京市市政工程设计总院有限公司（简称“北京市政院”）、加拿大伊克森（Ecosign）山地景区规划有限公司（简称“伊克森公司”）、德国戴勒（Deyle）有限公司（简称“戴勒公司”）承担。其中，中国院负责赛区的总体控制，同时完成国家高山滑雪中心（含山体设计配合）、国家雪车雪橇中心（含赛道设计配合）、延庆冬奥村、山地新闻中心及其配套设施的工程设计；北京市政院负责赛区内道路及桥梁、市政设施及管线的工程设计、各类设施及建筑的边坡支护工程设计；伊克森公司负责赛区总体设计咨询、国家高山滑雪中心的雪道（山体）工程设计、索道系统路由的确定、造雪系统技术要求的提出；戴勒公司负责国家雪车雪橇中心的赛道工艺设计。两家国外公司的工作类似常规体育建筑设计中的体育工艺设计。在延庆赛区被划分为A、B两部分后，B部分的工程设计由中国院承担。受行业管理、设计资质及项目特殊性的限制，部分配套设施、基础设施由专业公司进行设计（表1）。

为保证赛区内建/构筑物风貌的总体协调，除负责建筑工程设计外，中国院几乎参与了所有配套设施、基础设施的外观设计。与设计单位对应，施工单位更加众多，仅延庆赛区A、B两部分按项目及标段划分就有七大总承包单位（表2）。此外，还有若干专业施工单位承担特殊山地条件的设计和有特殊功能需求的专项工程（表3）。

表1 延庆赛区部分配套设施、基础设施的设计负责单位

表2 延庆赛区A、B两部分按项目及标段划分的七大总承包单位

表3 负责特殊山地条件设计和特殊功能需求专项工程的施工单位

不仅是场馆设施的参建方阵容庞大，中国院自身的专业设置也不同于常规建设项目：1）由于赛区场馆设施的选址、建设范围、规模一直在根据建设要求进行调整，因而规划专业的工作一直延伸到了施工配合阶段；2）除了常规建设项目涉及的总图、景观、建筑、室内、结构、给排水、暖通、电气、智能化、经济等专业外，中国院首次在工程设计中设置了可持续专业，该专业的设置使《北京2022年冬奥会和冬残奥会可持续性计划》的精神与理念在设计层面得以全面落实；3）延庆赛区核心区的道路被定义为“次市政道路”，随着冬奥会交通运行政策的逐渐明晰，核心区内外的交通组织、场馆群的交通组织、场馆内的交通组织均会影响道路、建筑、停车设施的建设，施工过程中，交通专业不断地将交通调整需求输入工程设计，在明确行驶、停放大型转播车等需求后，结合山地条件模拟、校核停车平台出入口、引桥的设计；4）因为雪车雪橇赛道的特殊形式，一些介于市政桥梁与建筑间的“桥梁”由道桥专业进行了专项设计。

复杂山地环境与城市建设环境不同，连详细的地形图也不能反映用地的全部现状，而现状条件会随着工程建设的推进逐步明确或者改变；在与之并行的需求线上，包括高标准无障碍需求在内的国际奥委会、国际残奥委会、国际单项体育组织、冬奥组委及测试赛组委会提出的运行需求与比赛项目的建设需求也在逐步明晰。虽然外方设计公司承担了技术支持的工作，但设计责任依然在中方设计团队身上，基于上述原因，延庆赛区场馆设施设计一直处于滚动、深化的过程中，并且一直延伸到施工配合阶段。

复杂的地形和复杂建筑使三维模型辅助设计成为必然，而模型也需要随着工程的进展不断优化，以更准确、直观地指导施工。为保证项目施工的顺利推进，各专业针对山地环境、项目特点及多专业配合等情况，梳理了常规建设项目以外的施工配合要点及设计对策。

2 总图与景观

面对复杂山地环境，需要总图专业首当其冲地处理高差、土方关系，景观专业和总图专业更是赛区生态修复工程和国家高山滑雪中心雪道工程设计的主专业，泛光照明专业既需要“点亮”赛区又不能破坏环境。

2.1 总图专业

总体上建筑物应尽量减少对自然山体的开挖，建筑边坡结构形式与建筑结构形式需统一设计、相互协调。建筑场地应与建筑基础形式协调设计。处于复杂地形的建筑宜采用桩型基础，如需采用筏板基础、独立基础等基础形式，需对场地进行整体平整，以满足结构形式需要、降低施工难度、减少对场地的破坏。赛区的“山上部分”与“山下部分”有着各自不同的特点，具体表现如下。

2.1.1 国家高山滑雪中心

国家高山滑雪中心位于“上山部分”，其比赛、训练场地是以雪道为主的场馆，雪道中轴基准线由伊克森公司在国际滑雪联合会（简称“国际雪联”）专家的指导下确定，虽然中国院获取了详细的地形图（1:1 000精度），且采用“坐标控制中轴基准线+20m间距桩号横断面+10m方格网”的组合方式绘制了施工图，但现场的实际情况更加错综复杂，需要大量现场配合，而且以退役运动员为主的国际雪联专家每次例行考察后，均会根据个人感受对雪道的路径、形状等提出调整意见，雪道的设计与施工是一个不断修改、渐进的动态过程。为保证雪道施工的科学、合理，除了不断更新图纸，还制定了详细的施工配合及设计控制要点：

（1）作为生态修复及雪道施工的第一步，需对整个场地地表植被进行勘测、数据整理，分区、分类收集种植土（含种子），并堆放于场地周边。继而在雪道需要利用自然地形的区域，对乔木进行移栽或砍伐，剪除高出地表20cm以上的灌木；对凸出地表的岩石进行移除，堆放于雪道上风侧，堆放需安全稳定；赛道自然地面明显凸起或凹陷的部分需铲除或填平，填方区域需清除表层腐植土层及碎石土层中的杂草、树根等，使雪道基本平顺。

（2）雪道土方施工前，需对雪道填挖方区域进行地质勘测，分类计算土/石方填/挖量，再结合雪道需求调配设计；先确定整体工程的土方运输路径及调配方式，施工宜自上而下进行；控制施工范围，尽量减少对山体的破坏。挖方中可作为回填料的部分应分类开挖、分类使用；在崩坡积碎石土区域，为避免施工对雪道地基产生扰动，需先对大块石进行原地破碎处理，再进行清除及整平处理。土方回填时将基础条件分为坡度缓于1:5、1:5～1:2.5、陡于1:2.5三种情况，对应采取直接填筑、台地处理后填筑、抗滑移加固处理填筑三种回填方式（图1）。

（3）雪道主要分为三个构造层次，由下至上分别为雪基（下雪基和上雪基）、种植层和雪层。上/下雪基层的厚度、回填土压实度、回填粒料孔隙率均有严格要求。其中，填方雪基填料分为回填土和石料两类，分别有禁用料和粒径等严格要求。石料回填应通过雪道试验确定不同硬质石料的填筑厚度和压实控制标准。

（4）雪道边坡形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、施工方法，结合自然稳定边坡和人工边坡的调查综合确定。边坡宜以自然边坡为主，受场地条件限制，可设置人工边坡。边坡应设置地表排水系统。根据雪道边坡稳定情况和周围环境状况，采取工程防护与植物防护相结合、综合支挡工程等防护形式，优先采用有利于生态环境保护的防护措施。高边坡雪道雪基与陡坡雪道雪基设计应贯彻综合设计和动态设计原则。

（5）雪道排水应考虑将雨水引至雪道周边自然山体或排洪沟排放，设置在沟谷地带的雪道应在两侧设置截/排水沟，排水设计应防、排、疏相结合，并与其他处治措施相互协调，形成完善的排水系统，确保在融雪及雨水作用下，雪道表面稳定，不形成雪道侵蚀。合理设置排水沟的坡度及间距，排水沟应建设为同一流向，优先将水流引至现状树林，无法排至现状树林内的排水沟应与山体防洪设计相结合。

（6）雪道内主要有造雪、电力、电信、生活给水等管线，宜分置于雪道两侧，尽量避开陡坡地段，避让造雪设备及防护网基础。必须穿越陡峭地段时，需对压力管线进行独立基础设置，避免管线滑移。水管需铺设于冻土层以下。

2.1.2 国家雪车雪橇中心、延庆冬奥村、赛区核心区公共区

国家雪车雪橇中心、延庆冬奥村、赛区核心区公共区位于“山下部分”，该片区山林环境复杂，南北与东西方向高差较大，建筑物相对集中，需对场地进行不同高程平台的地形梳理，顺接周边市政道路，以满足建筑设计的需要。国家雪车雪橇中心顺赛道而建，建筑布置于出发区、结束区等关键节点平台上；冬奥村各组团间的路网高差近40m，整个路网体系依山就势，蜿蜒、环绕于各组团之间；按照赛时运行需求处理台地停车场及广场与市政道路的坡度衔接关系，按停车区域不大于3.0%的坡度接驳8.0%～10.0%的道路坡度进行控制，通过岩土挡墙及绿化护坡结合的形式，合理解决场地的巨大高差。消防车道坡度为0.3%～8.0%，需满足消防车的行驶及停靠要求，同时对冬奥村冬残奥会期间使用的区域进行地形梳理，并对不大于3.0%坡度的标高进行控制。冬奥村各组团±0标高的设计和建筑高度的判定结合了建筑主入口位置及规划部门的意见。针对上述特点，需采取如下控制措施：

1 雪道施工现场

2 施工过程中保护树木的临时支护

3 集散广场夜景照明实景

4 隧道试灯现场

（1）严格控制设计场地与现状地形之间的竖向标高；场地初平期间对台地标高关系进行指导，配合施工单位合理布置堆放、工棚、施工等空间，并协助制定施工次序和土方回填策略。

（2）建筑定位需结合规划及现场施工需求，以最大轮廓及轴线交点两种形式表达；异形建筑、构筑物定位需要精确控制和复核；设计道路定位及做法需要在施工时严格控制。

（3）梳理管网与原始/人工地形地貌的关系、与挡土墙系统的预留穿越关系、各种管网的施工顺序；施工现场加强对小市政管线每一交叉点标高的准确控制。

（4）细化雨水排放系统，推动周边防排洪设计单位、地灾治理设计单位的联合设计，保障场地安全；协调市政管网、排水沟、护栏及路灯等配套设计。

2.2 景观专业

在景观专业的设计控制及施工配合中，通过大量航拍影像指导设计推敲，使设计与现状高度契合；对于大量亟待生态修复的边坡挡墙，需提前一年在现场制作生态护坡样板段，为后期提供施工经验；所有植物现场选苗定样，主要乔木依据照片、编号进场栽植。

2.2.1 国家高山滑雪中心

国家高山滑雪中心是生态修复的重点，分为雪道区和场馆区，按其不同需求制定克服海拔800～2 200m垂直跨度的设计控制原则，具体如下：1）尊重保护本底，以赛时轻扰动、同期修复，赛后可自然持久恢复为原则，进行建设地的保护与修复；2）控制水土流失，以建植草本为先锋、保证灌木恢复为2～3年主体植被，兼顾乡土植被、圃源植被、风貌植被进行水土保持及植被修复；3）以为自然演替提供条件为目标、近身模拟自然演替为方法、绿量最大化为原则，修复植被群落；4）以生态优先、功能兼顾（以赛时功能为主）为原则，使景观效益和生态效益协调统一；5）从赛时功能出发，以冬季景观效果为重点，打造具备生物多样性的四季景观；6）对场馆和雪道进行针对性设计，场馆以赛时功能为主导，雪道和索道以景观生态保护为主导。

雪道区和场馆区的创面边坡修复工作工程量大、工期长，需与施工方配合同期建设、同期修复；严守建设范围线，在施工干扰下系统分类修复条件及目标，开展针对修复技术的研究与尝试；对材料应用的立地条件进行深化、优化；保证分批、分期的生态修复，在主体完工后快速完成。

2.2.2 延庆冬奥村

为了充分保护原状山林，景观专业从延庆冬奥村项目的整体方案规划布局开始就充分介入。通过建立既有林木综合评价体系，划定2.32ha既有林及313棵既有树木作为保护对象。保护原则为原地保护优先、近地移栽为辅。与总图、岩土、建筑、结构、暖通各专业协同合作，在明确保留树木的保护方案基础上，确定整体规划设计方案。同时以保护方案为依据，开展伐移证明的申报手续，使保护树独立于伐移范围之外。

为保证树木保护工作的顺利开展，设计介入施工组织方案的优化，统筹考虑施工时序，在保护方案中明确场地平整、建筑主体结构施工过程中的支护形式、保护树的保护养护方法、移栽方案、验收标准等，并根据现场可操作性不断校准，以期最大限度地将保护方案落地（图2）。

2.3 泛光照明专业

国家高山滑雪中心的建筑平台照明采用不同高度的树枝状造型灯杆，与建筑及环境恰当融合（图3），山顶出发区采用线性灯将挑檐轮廓展示出来，呈现了一种远景视角。国家雪车雪橇中心在建筑、景观、总图的协同设计下，确保半开放的赛道及伴随路、观众广场、隧道等处的室外照明体系能够满足比赛、观赛需求，并兼顾赛时赛后的夜景效果（图4）。

在延庆冬奥村项目中，为减少灯光对山林环境的影响，打造山地特色的照明技术，重点打造公共组团西立面的泛光照明，考虑居住组团和公共组团南立面檐口、梁头、门头等重要部位，营造山林居住建筑的生态照明。与之匹配的景观照明则侧重于特色树池、片墙和遗址公园，以满足道路和广场的功能照明。

为此，照明专业在不断结合现场情况、进行三维效果模拟、推敲照明效果的同时，还组织了样板段现场试灯，从多角度收集第一手数据，进行灯具参数的修正。在此基础上，采购时严格控制灯具外观及技术参数；安装前，控制安装节点、管线敷设的深化设计；安装时，严格控制灯具安装位置及照射角度。

5 国家高山滑雪中心施工现场鸟瞰

3 建筑与室内

虽然都是依山势而建，但各个场馆特点不一。国家高山滑雪中心的建筑散落在山间，国家雪车雪橇中心的建筑被顺势而下的赛道连接成一个整体，延庆冬奥村是建在台地上的合院建筑，山地新闻中心是覆土建筑。

3.1 建筑专业

3.1.1 国家高山滑雪中心

国家高山滑雪中心的各功能区依托雪道进行设计，整体呈“珠链式”分散布局，单体工程分散，建设用地情况和建设内容各不相同（图5）。设计之初有意识地控制建设规模、降低工程难度、控制材料品类，并进行“同类项”合并，整体分为“板片式”和“点题式”两大类。

施工过程中多地块同时作业，多单位、多工种交叉作业，需要大量协调、统筹、配合工作；加之高海拔山地条件下，交通设施基础薄弱，交通及对外联系时间成本较高，现场施工危险性高。因此，需要进一步推敲设计与施工人力、材料成本的关系（图6）。

施工期间，需按山地环境类别和严寒气候分区参数的要求，对材料抗冻融次数等相关技术参数进行控制；贯彻装配化设计思路，根据山地施工条件合理统一材料的模数及尺寸；坚持对样板制作流程、产品质量报告、产品抗风性能等方面进行控制。例如，按照深化设计内容在风洞实验室制作1:1的木瓦屋面全构造层次，并进行专项抗风实验；就停车屋面混凝土面层材料的抗盐冻性要求进行专家论证；墙面水泥类板材、玻璃幕墙、地面预制混凝土架空砖的深化和施工，在统一的模数及定位要求下进行秩序性的控制；扶梯桁架及电梯井道内设置加热系统，以应对高山环境可能出现的极寒天气；山地施工条件下，栏杆、台阶等室外工程全部采用单元工厂预制、现场螺栓连接的施工方式，以减少现场焊接工作量、消除火灾隐患。

雪上场馆的单体建筑以“点”的形式出现，在施工配合中与“线”（雪道、索道、道路）工程存在制约关系，需要着重考虑土方、基础、护坡挡墙工程等城市环境建设中较少考虑的因素，不断结合现场情况进行调整。以索道分项工程为例，受促狭的场地条件限制，场馆索道系统与建筑设施结合紧密，在索道专项施工中，设计单位需与索道厂家及施工分包单位紧密配合。索道系统定位采用累加距定位方式，与建筑工程中使用的黄海高程和大地坐标系不同，因此在施工中存在定位误差。在实际施工配合中，首先由索道系统确定现场定位，建筑定位和放线以设计图纸中建筑物与索道定位的相对位置为基准，根据索道系统实际定位，对建筑定位和放线进行整体平移调整，并根据索道定位情况对施工图设计进行复核，调整相应设计内容和误差（图7）。

6 集散广场及竞速结束区施工现场

3.1.2 国家雪车雪橇中心

国家雪车雪橇中心位于一片狭长的坡地上，场地北高南低，东西两侧为陡坡。赛道沿山坡从北向南蜿蜒而下，经过最低点折返至结束区；附属建筑顺应赛道标高，沿坡地分散布置。场馆东侧设小市政道路，西侧设伴随路。

顺应山体并进行了再创造的三维曲面赛道通过中心线定位，其定位精度堪比F1赛道。赛道中心线通过沿该曲线前进方向设置的空间三维坐标点进行定位，按照不同区域的精度需要，定位坐标点沿线间距从方案设计到施工图设计逐渐缩短到0.5m，本项目共设置中心线三维定位坐标点约4 400个，该组坐标点以距离中心线起点的水平投影里程距离命名，称为里程点。沿中心线水平法线方向设置里程轴线，以定位中心线两侧的物体；里程轴线通过连接里程点坐标和沿里程轴线方向偏移赛道中心线5m后的定位点坐标确定。里程轴线密度低于里程点，平均每4～5个里程点设置一条里程轴线。中心线与里程轴线确定后，形成以中心线为路径、里程轴线为骨架的“鱼骨形”轴网系统，从而定位整个赛道。

由于建筑紧贴场地，建筑材料尽量选用预制装配式材料，外观与场地周边相呼应，建筑为钢结构，赛道为钢筋混凝土空间结构，采用喷射混凝土工艺，建筑外立面装饰以“石笼墙+铝合金”为主，赛道遮阳棚结构柱为钢结构V形柱，水平构件为钢木组合梁结构，屋面为原色木瓦。雪车雪橇项目对赛道沉降量有着严格的控制要求，同时建筑师从总体效果上要求，赛道U形槽除了作为赛道的结构基础之外，还是赛道遮阳系统的基础，为基础结构设计提出了更高要求。

制冷系统是雪车雪橇项目的特有系统，经论证其冷媒采用氨，该系统由戴勒公司与德国江森（Johnson）公司按照雪车雪橇项目的工艺要求进行设计。因为国内仅在冷库建筑中大量使用氨作为冷媒，而民用建筑中尚无大量使的先例，故该系统的施工图设计由专业公司华商国际工程有限公司（简称“华商国际”，原商业部设计院、国内贸易工程设计研究院）完成。

在施工过程中，赛道中心线里程点坐标通过现场仪器以锚点的方式标记于场地，所有锚点通过样条曲线连接，形成实际的三维中心线，通过定位里程轴线上的两点坐标确定里程轴线的实际位置。设计方与施工方使用同一三维模型，双方可随时校验坐标定位，因为赛道曲面绝对“顺滑”，一旦有错误点出现，基本上肉眼可辨。

采用喷射混凝土工艺的赛道，在正式施工开始前制作模块测试段，在其质量及工艺达到要求并经国际单项体育组织认证后，方能正式施工。根据赛道制冷段和混凝土长度的限制，赛道被分为50余段。通过制冷管夹具的定位，完成制冷管和钢筋网的安装，再经国际单项体育组织认证后，方可开始混凝土喷射施工。每个赛道分段连续喷射混凝土，预计最长连续喷射时间为36h，需要配合施工单位制定严格的施工组织方案（图8）。

国家对于氨制冷有严格的管理规定，因此由具有丰富氨制冷系统设计经验的华商国际负责其落地实施，同时由中建院负责其配套的土建工程设计（如机房、管沟）。实施过程中需要结合国外相关工程经验、国内相关管理与使用要求以及现场的实际工程状况，不断修正设计方案。

3.1.3 延庆冬奥村

延庆冬奥村的院落式布局避让了场地内既有树木，并以既有树木为参考的庭院设置、主要景观朝向以及视线遮挡等为控制因素，再根据树木立地标高控制相应建筑标高，建筑体形进行适当闪避，与树木过近的位置采取特殊基础做法、控制放槽开挖等方式保护。同时，特别关注建筑周边的场地标高和场地处理方式，尤其是与护坡挡墙、景观覆土相邻的部位，重视墙体材质选择、外墙防水做法、建筑出入口及坡道、散水、窗井等建筑和场地部位的交接做法。

因赛时的冬奥村与赛后的两个高星级酒店的运营模式不尽相同，所以二者对山地条件的设计回应也有所区别。但冬奥/残奥村的运营存在一定程度的不确定性，一方面需要在设计中适当留有余地和灵活性，另一方面也需要根据冬奥组委各业务口的需求，进行相应调整。同时，充分考虑赛后酒店的功能需求，最大程度地减少赛后拆改，将尽量多的区域按赛后标准一次实施到位，让“度假酒店”变成延庆冬奥村的特色，而改造区域也需考虑“易拆改”的设计。

设计中，大量使用赛区挖方过程中开采的石料，研发特色石笼墙，使台地挡土墙溶于山地环境，打造建筑自山体生长而出的意象。山地环境、山林背景形成特色的光影效果，所有“外来”外装饰材料均需通过现场样板组合来推敲颜色和质感。

7 竞技结束区与B2 索道下站施工现场

8 赛道施工现场

9 延庆冬奥村实体样板房

除常规的驻场配合、日常巡场外，选取典型的居住组团单元专门制作了两层样板房（图9），施工前期集中推敲建筑外墙、屋面等部位的材料效果和构造做法，并依据样板做法与深化设计单位协商，优化材料交接、节点处的构造做法。

3.1.4 山地新闻中心

为达到建筑半覆土且形态与山体契合的效果，山地新闻中心的设计和施工需要重点控制内部空间的高度，特别是边缘部分，既要与自然山体平滑过渡，也要考虑放坡角度。为达到建筑、景观一体化效果，建筑专业牵头协调景观、结构专业，充分考虑屋顶景观效果的覆土厚度、种植屋面做法和结构荷载预留对设计的影响。由于赛时赛后功能变动性较大，因而以通用空间的方式应对。外“山”与内“洞”相对应，两个主要大空间以“临时楼板”的方式满足赛时功能。预留底层设备空间，赛后可改造为水疗空间。

作为山地环境里的近零碳示范项目，在建筑体形处理、遮阳设计、保温密闭构造做法、保温节能计算、设备系统选择等方面进行了专项设计。同时，结合屋面天窗设置一体化的太阳能光伏系统，补充产能。

3.2 室内专业

考虑高海拔山地环境、冬季寒冷天气下的使用以及山地现场的施工条件与施工人员安装状态，确定以市场成熟性、标准化的装修材料为基础（避免特殊材料工艺的现场不可控因素），以创新性的设计手法进行空间表现。材料遵循标准化、集成化、易施工、易安装、易维护的工艺做法进行室内空间的装修工程作业（图10）。为了展现山地环境中的冬奥场馆，选取当地山石的暖色与奥运元素及场馆功能相结合，形成简洁、明快的色彩体系（图11，12）。

4 结构

赛区各场馆结构设计难点及施工配合要点既有共性特征，又有因体育工艺和不同单体建筑功能带来的独特问题，主要共性难点如下：

（1）项目建设既要考虑场地原有地貌的地质灾害风险，又要考虑对已有地貌的影响，还有高烈度抗震设防区的考虑、建筑抗震设计地段类别和场地类别的影响，场地选址要绝对避免地质灾害风险较大地段和抗震危险地段。此外，由于建设场地环境温差大，短期气象观测资料表明，场地最低气温为-36.8℃、最高气温为36.5℃，因此场馆结构选型和材料选择要考虑显著温差和超常规低温环境的影响。

（2）为满足功能的不确定性、呈现新颖多变的建筑形式、融合坡地的变化情况，结构选型在控制成本的基础上，多采用楼层架空或掉层/吊脚结构形式，实现单体建筑的造型和功能，使建筑融入山林环境之中；因建筑结合场地依山而建，考虑施工建设难度和工期进度，上部结构均采用了装配式钢结构。由于没有相应的山地建筑设计的国家标准，各场馆单体建筑按现行国家标准衡量多为超限工程，结构设计过程中需要进行大量的方案比选和分析计算，并采取合理有效的措施，以确保建筑安全适用、经济合理。

（3）由于场馆分布较广，各单体建筑所在区域持力层差别较大，个别场馆存在湿陷性土，山区冻土深度达2.0m以上。因此，结构基础设计需要结合场地条件、上部结构荷载、功能特点及施工便利条件进行综合考虑，采用了天然地基独立基础、条形基础、筏板基础、人工挖孔灌注桩等多种形式。

（4）由于建设场地远离城区，现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）所提供的基本风压不再适用。为合理可靠地进行场馆抗风设计，根据赛区近年来的实测风速资料，结合场地环境特点进行风洞试验，利用试验成果进行不同场馆抗风设计，避免了采用统一基本风压带来的不足和安全隐患。

（5）由于场地环境复杂，为保证场馆抗震设计的安全可靠，场馆建设之初进行了工程场地地震安全性评价，根据《场地地震安全性评价》报告，工程场地地表对应于50年超越概率63%、10%、2%和100年超越概率63%、10%、3%阻尼比为0.05的地表设计地震动参数均高于现行《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）所规定的北京地区抗震设防参数。此外，建设场地属于抗震不利地段，各场馆抗震设计时需结合不同场馆所处场地的具体情况，根据抗震规范的相关规定，对不利地段场馆的设计地震动参数进行适当放大。

针对场馆结构设计的共性难点，结合国家高山滑雪中心、国家雪车雪橇中心、延庆冬奥村、山地新闻中心的具体设计特点，总结了主要的施工配合控制要点。

4.1 国家高山滑雪中心

4.1.1 主体结构施工配合控制要点

场馆地处延庆赛区海拔最高区域，结合雪道布置多个单体建筑，建设条件相当苛刻，而山顶出发区位于小海坨山最高处。与该赛区其他场馆相比，国家高山滑雪中心地形极其复杂，山势陡峭、树高林密、交通困难，不仅水电资源匮乏，还需考虑森林防火问题。针对上述特点，场馆上部结构主要采用全螺栓连接的装配式钢结构体系，一方面避免了混凝土结构的运输困难，另一方面全螺栓连接的节点形式尽可能避免了现场焊接造成的火灾隐患，既节约用电，又能保证安装质量。

10 标准化的材料运用

11 场馆中的色彩运用

12 奥运主题色的运用

楼盖结构采用钢筋桁架楼承板，以减少支模造成的运输和施工困难。在楼承板的选择上，根据建筑效果和耐久性的需求进行了细分，室外部分楼承板采用可拆模的钢筋桁架楼承板，室内部分采用镀锌钢板为底模的钢筋桁架楼承板。

在材料选型方面，根据《钢结构设计标准》（GB 20017-2017）的钢材质量等级要求，大部分材料采用Q345D级钢材。此外，针对覆雪工况、钢构件大量外露的情况，“以锈治锈”，即室外部分钢结构采用耐候钢材Q355NHD。为充分发挥耐候钢的耐候防腐优势，采用耐候钢专用涂料互穿网络稳定锈化涂层，使其在视觉效果上与建筑外观和谐。

4.1.2 地基基础施工配合控制要点

大部分单体建筑采用典型的掉层/吊脚结构形式，并用永久边坡支护固定上部土体，保证土体稳定，结构嵌固有效。此外，由于条件所限，部分单体建筑采用结构自挡土方案，须考虑不平衡土压力和刚度的影响，严格控制结构整体和地基基础的整体稳定。柱脚采用钢结构，必须在接地范围保证足够的混凝土保护层高度，杜绝钢柱直接入土的情况发生，避免因覆土、覆雪和积水对钢结构柱脚的耐久性产生不利影响。

为降低施工难度、节约工程造价，在基础设计过程中，相对平缓的山地首选天然地基浅基础，独立基础之间保持边界小于1:2的坡度关系，并严格控制基础埋深不小于冻土深度2.0m；相对陡峭的山地环境则通过多方案比选，最终采用工程量最小的人工挖孔灌注桩（桩长6m）方案，并严格控制其进入持力层碎石土的深度。

4.2 国家雪车雪橇中心

场馆布局以赛道为中心展开，其整体结构可分为遮阳棚、赛道、U形槽及基础、附属用房四大部分，附属用房均为山地建筑，采用钢框架结构，局部大悬挑及大跨屋面采用钢桁架结构。

4.2.1 赛道施工配合控制要点

国家雪车雪橇中心赛道既是国内首条专业赛道，也是世界最高水平赛道，其结构为超长复杂三维空间曲面高强喷射混凝土壳体结构体系，工作环境温度为-50℃～30℃，支承体系为新型钢筋混凝土摇摆柱结构体系。设计考虑了超长结构下温度应力及赛道滑行过程中运动轨迹的影响，采用特殊的配筋方式，实现了赛道外形与受力的完美统一，并为施工创造了有利条件。由于赛道有百余米落差，同时场地内存在湿陷性土，因此赛道U形槽基础采用人工挖孔灌注桩基础形式。

针对复杂的曲面形态、毫米级的精度要求，赛道全部采用高强度喷射混凝土，其强度等级高达C40以上。制冷系统的制冷管埋于赛道混凝土壳体中，其几何形态为复杂的空间三维曲面，而制冷管与赛道表面的间距固定，方能保证赛道制冰效果和能耗控制。通过制冷管夹具控制定位、制冷管管道韧性控制成型，结合曲面壳体结构的钢筋网固定，使用找形管控制混凝土厚度，通过喷射混凝土与钢筋网、夹具结合施工，既保证赛道混凝土强度及赛道制冷管精确定位，又保证了赛道的几何形状。

4.2.2 遮阳棚施工配合控制要点

国家雪车雪橇中心的赛道为世界上首个设置在南坡的赛道，为了避免南坡热量高、能耗大的先天缺陷，赛道遮阳棚必须具有足够的有效覆盖范围。同时为使赛道在赛时向观众和摄像机全面敞开，采用了悬挑长度较长的单边悬挑结构，支承长度2.5m，最大悬挑长度超过12m，结合赛区露天、大温差、低温的环境特点，采用钢—木（胶合木）组合的新型结构体系，充分利用了木材绿色环保的特点，解决了露天钢结构防腐、大悬挑结构风荷载上掀屋盖的问题，实现了建筑与结构的统一。由于木梁悬挑长度过大，为减小遮阳棚的结构变形，木梁内增加了钢索，钢索需通过三次张拉完成。由于遮阳棚结构体系为创新型结构体系，其施工安装的每个环节都是控制要点，因此需要结构工程师长期驻场，现场解决问题。

4.3 延庆冬奥村

4.3.1 挡土墙结构施工配合控制要点

建筑结合场地高差，层层跌落。因此，建筑物和山体之间、建筑物和建筑物之间、建筑物和场地之间需设置大量挡土墙，以保证山体及建筑物的稳定。挡土墙分为独立式和与结构设计相结合的联合式两类。由于挡土墙设计与实际施工状况必然存在差异，因而需要岩土工程师和结构工程师全程配合并参与建筑设计，随时核查设计和实际场地的地质情况，确保结构设计在每个部位准确合理。

4.3.2 基础施工配合控制要点

由于场地高差较大，土层分布不匀，故同一建筑物中存在多种基础形式，如桩基与独立基础并用，条形基础、独立基础与桩基础并用等。施工中发现，持力层实际标高与勘察报告中的设计文件不符，需根据实际情况采用动态设计的方法进行基础设计，必要时应对设计进行校核、修改和补充。若持力层实际标高低于基础基底标高，应将基础设计标高调低，使基础下落在持力层上；或维持基础标高不变，对基础之下、持力层之上的土层采用级配砂石、素混凝土等置换处理，使其承载力达到原设计要求。

4.4 山地新闻中心

山地新闻中心相对赛区场馆规模最小，但与山地环境融合度较高。建筑采用了半掩埋式的处理方式，依据原有山地北高南低的走势，北部半掩埋于原有山体地貌之下，南端展露出轻盈的层层退台，外露部分采用清水混凝土结构。根据功能和建筑特征，采用钢筋混凝土框架结构体系，由于大空间的功能需要，展示接待中心与新闻媒体中心内部均无框架柱。展示接待中心无柱空间跨度为42m×42m，建筑形态为双曲扁壳面（矢高1.5m），中间开设天窗，覆土1.5m，结合建筑造型，屋盖采用双向平面钢桁架结构；新闻媒体中心无柱空间跨度为33.6m×33.6m，采用钢筋混凝土预应力井字梁体系，截面为中空梯形，内部填充轻质阻燃型材料。

5 机电

5.1 暖通专业

山地环境场馆远离市区，市政条件薄弱甚至缺失，受场地条件制约，建筑布局分散，场地狭小。设计中冷热源选型必须结合现场条件，选择小型化、模块式、可分散布置的系统形式，同时可根据建设过程中的功能增减设备数量。由于建筑造型多采用坡屋面，设备无法沿屋面布置，而且场地促狭，室外可用空间很少，因而室外设备选择建筑外地面布置或在建筑内靠外墙处设室外平台布置。

受山地环境及海拔高度影响，室外气象参数不应依赖于气候分区及项目所在地区的室外参数，应以场地的气象参数作为最终设计依据。风机类设备应根据海拔高度进行参数修正；风冷机、多联机等空调室外机受大雪影响，应加大基础高度并设防雪措施；由于极寒天气较多，室外机融霜水极易结冰，应考虑有效的防融霜水冻结措施。

5.2 给排水专业

设计过程中，给排水专业需对接市政、造雪、制冰等不同设计单位，为适应营运需求及现场状况，其预留条件及接口位置可能发生变化，需要重新校核接口条件及技术要求。施工过程中，室外管道及检查井、进出户管道敷设等可能出现覆土深度无法满足规范要求的问题，应根据现场变化及时出具设计变更。

根据上游市政条件，排水系统的选择应因地制宜。国家雪车雪橇中心采用集中式污水处理，而国家高山滑雪中心因各建筑较为分散，采用分散式污水处理。此外，防冻保温是保证给排水系统正常运转的关键，因此要采取电伴热保温。

5.3 电气、智能化专业

区别于传统市区内的场馆，本项目自然环境复杂、基础配套差，供/配电、网络通信与建筑的规划设计同步进行，大小市政同步建设，导致设计交叉内容多、分界困难。这要求设计团队清晰掌握场馆群内的所有设计内容，以应对相关调整。

项目涉及造雪、索道、制冰等体育工艺专项，其内容涵盖了供电、通信、自控、安全、防爆、事故等各专项设计工作，不仅专业性强，而且部分工程做法国内尚未使用。这要求设计团队加强与工艺方的沟通，防止因专业技术语言偏差造成的工程问题。

建筑室内温湿度、给排水以及空调管道保温是高海拔、超低温等自然环境的重要保障内容。由于建筑楼层和室内外关系复杂，需要及时跟进施工中的电伴热、热风幕、电辅热等基本用电需求，增补供电。受地形和赛道影响，内部电气机房和竖井并不规则，且设备运输、吊装难度极大，因此电气和智能化系统的设备选型均应以小型化、独立式、高集成化为主，室外安装的电气设备尤其考虑防寒保温性能。因场馆坡度较大，电缆选型应着重考虑其抗拉性能，以钢丝铠装线缆为佳。

6 结语

高山滑雪和雪车雪橇项目的特殊性导致选择复杂山地环境建设比赛场馆成为必然，而与之配套的冬奥村也必然相伴而建。冬奥会和冬残奥会的场馆设施建设选择了延庆区小海坨山麓，复杂的山地环境与高标准的建设需求使得项目的设计和施工难上加难。从规划开始，建筑师和工程师协调多方需求、整合资料，以集体的智慧将申奥承诺落实于“蓝图”上，总结了针对山地环境的施工控制要点，通过长期驻场和无数次巡场，发现问题、不断改进，通过建设者的“双手”，使工艺与功能如此复杂的场馆蜿蜒、点缀于山林间。本次延庆赛区场馆设施的建设为北京冬奥会和冬残奥会的成功举办打下了坚实的基础，为未来山地环境下的复杂工程建设积累了宝贵的经验。

图表来源

图1～4，图7～12 由中国建筑设计研究院有限公司提供；图5，6由北京城建集团有限责任公司提供；表1～3 为作者自绘。